JPH0239093Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は電磁石を用いて流量制御する比例制御
弁において電磁石の励磁電流を供給する制御装置
に関するものである。

本考案に用いる比例制御弁の一例を第１図に示
す。図中、１は制御弁本体で、流通路の入口と出
口との間に弁体２が設けられ、該弁体２に弾性部
材すなわちダイヤフラム３と磁性体４とが固着さ
れている。磁性体４は例えば永久磁石を用いてあ
る。５は磁性体４に対向して設けられた電磁石で
その鉄心６は前記磁性体４に一定の間隔を隔てて
対面するように配置してあり、前記電磁石５には
その鉄心６に磁性体４と同じ極性を励磁するよう
に通電される。これにより電磁石５に流れる励磁
電流の強さに応じて磁性体４と鉄心６との間に磁
力即ち吸引力及び反発力が生じ、該両力により弁
体２がガイド７に沿つて上下に作動する。以つて
弁座８との間の流通路の開度を可変することによ
り流通路を流れる流体の流量を比例的に制御す
る。

かかる比例制御弁を例えば燃料ガス流量調節に
適用する。一般に燃料ガスの種類は都市ガス、天
然ガス、LPガス等単位発熱量の異なるガス各種
あり、これらのガスは同一の燃焼入力（総発熱
量）を得るためには単位発熱量に反比例する流量
を得る必要がある。そして流量は弁体２の前後差
圧に対応するので同一燃焼入力を得るには都市ガ
スでは流入圧力（以下一次圧P₁という）が最大
で100mmH₂O、比例制御弁によつて調節された後
（流出）の圧力（以下二次圧P₂という）が最大で
60mmH₂O、天然ガスではP₁が200mmH₂O、P₂は
120mmH₂O、LPガスではP₁が280mmH₂O、P₂は
200mmH₂Oとなり各ガス種様々である。前記各ガ
スを同一の比例制御弁で調節する場合、電磁石５
の巻線は同一のものとしたなら各ガス種により必
要なアンペアターンの最大値は、都市ガスでは
380AT、天然ガスでは450AT、LPガスでは
640ATとなる。従つて各ガス種に応じた最大印
加電圧を調節して上記アンペアターンを満足させ
る必要がある。また、制御する場合の最低値のア
ンペアターンも各ガス種によりまちまちとなり、
従つて各ガス種毎に最大、最底の電圧を設定する
ことが必要となる。そのためには、例えば前記３
つのガス種で使用する場合には、合計６点の電圧
設定が必要となり、これは回路設計上非常に大き
な手間とコスト高となる原因であつた。

尚、上記欠点を解消するものとして第２図に示
す制御回路があつた。図中、R_cは電磁石５の巻
線抵抗、R₁，R₂はR_cに直列に接続された抵抗、
ａは都市ガス使用時での経路を示し、ｂは天然ガ
スでの経路、ｃはLPガスでの経路を示す。

かかる構成の励磁回路の抵抗R₁とR₂とは以下
の如く定められる。LPガスの必要最大アンペア
ターンを得るために該励磁回路に印加する電圧を
V_naxとすると、LPガスではＡ〜Ｂ間にV_naxを印
加すれば良い。次に天然ガスの必要最大アンペア
ターンを得るための電流値をA_oとすると抵抗R₁
はV_nax＝A_o（R_c＋R₁）の関係を満足するように定
められる。抵抗R₂も上記と同様に、都市ガスの
必要最大アンペアターンを得るための電流値を
A_cとすると、V_nax＝A_c＝（R_c＋R₁＋R₂）の関係
を満足するように定められる。これにより上記各
ガス種に対する必要最大電圧としてV_naxの電圧
だけを供給すれば良いことになる。従つて最大電
圧を各ガス種により調節する必要はなく制御する
最低電圧のみを設定すれば良い。

前記制御回路を用いた場合の制御特性の１例を
第３図に示す。図中、最大燃焼入力をQ₁、最低
燃焼入力をQ₂として各ガス種を通じて共通にし
てある。最大燃焼入力は各ガス種を通じて電圧
V_naxで得られ、最低燃焼入力は、都市ガスで電
圧V_c、天然ガスで電圧V_o、LPガスで電圧V_Lで
夫々得られる。従つて上記励磁回路で設定する必
要のあるものは電圧V_nax、V_c、V_o、V_Lのみとな
り上記で述べた設定数を大幅に減少させている。
然り乍ら、上記比例制御弁を大量生産する場合、
永久磁石４の磁束密度、電磁石５の巻線抵抗R_c、
制御弁本体１の各部の寸法、比例制御弁の出口に
連続される図示しないオリフイスの径寸法及び励
磁回路に用いる抵抗R₁，R₂等のバラツキにより
ガス流量のバラツキの一定の規格を満足しない比
例制御弁も生産され、従つて従来では電圧V_nax
を制御弁一個一個につき調整して設定していた。
そのため、電圧V_naxの他に各ガス種に対する最
低電圧V_c，V_o，V_Lまで調整する必要があり実に
その作業が煩わしいものであつた。

本考案は上記の点に鑑みてなされたもので、制
御弁本体に内装された電磁石の吸引力或いは反発
力を制御するための抵抗可変手段を内蔵した励磁
回路を設けることにより、上記欠点を解消したも
のである。

本考案の第１実施例を第４図に基づいて説明す
る。尚、第２図と同一要素には同一符号を付して
説明を省略する。図中R_V1，R_V2，R_V3は抵抗可変
手段としての可変抵抗である。LPガス使用の場
合に通電する回路は回路ｃで抵抗R_cと可変抵抗
R_V1との直列回路により構成される。天然ガス使
用の場合に通電する回路は回路ｂで、抵抗R_cと
可変抵抗R_V2との直列回路で構成される。都市ガ
スの場合では回路ａで抵抗R_cと可変抵抗R_V3との
直列回路で構成される。

即ち、本考案のこの実施例では巻線抵抗R_cを
介装した共通回路に、可変抵抗R_V1，R_V2，R_V3を
それぞれ設けた流体種類別の個別回路（回路ａ，
ｂ，ｃ）をそれぞれ接続しているものである。

かかる構成の励磁回路では、第５図の都市ガス
を適用した時の制御特性曲線で示すように、例え
ば最大燃焼入力Q₁部の許容範囲l₁より大きい破線
の特性曲線を有する比例制御弁の場合、可変抵抗
R_V3をその抵抗値が増すように調節することによ
り許容範囲l₁を満足する実線の制御特性曲線を得
ることができる。この時最大燃焼入力に限らず全
範囲に亘つて制御特性曲線は下方向に平行移動す
る。一方、前記許容範囲l₁より小さい１点鎖線の
特性曲線を有する比例制御弁の場合では可変抵抗
R_V3をその抵抗値が減ずるよう調節することによ
り上記同様に実線で示す制御特性曲線を得る。こ
のように可変抵抗R_V3を調節することにより、比
例制御弁がバラツキを有していたとしても、一定
の最大電圧V_naxですべての比例制御弁を最大燃
焼入力Q₁の許容範囲l₁に納めることができる。ま
た、最低燃焼入力Q₂の許容範囲l₂を満足させるた
めには別の調節が必要となると思われるが、考案
者等の実験によると、最大燃焼入力を調整すると
一定の電圧V_c時の最低燃焼入力も同時にバラツ
キが少なくなり許容範囲l₂内にほぼ納まる結果を
得ている。即ち、第５図でも判明するように、最
大燃焼入力が許容範囲l₁より低い値となつた比例
制御弁では最低燃焼入力もその許容範囲l₂より低
く、また最大燃焼入力が許容範囲l₁より大きい値
の比例制御弁では最低燃焼入力もその許容範囲l₂
より大きい値となつており、最大燃焼入力を許容
範囲l₁内に納まるよう可変抵抗R_V3を調節すれば
同時に最低燃焼入力も許容範囲l₂内に納まる。従
つて上記で述べたバラツキを有する比例制御弁で
も一定の電圧V_nax，V_c，V_oで、都市ガス及び天
然ガスでの最大燃焼入力と最低燃焼入力とを可変
抵抗R_V3，R_V2をそれぞれ調節することにより許
容範囲l₁，l₂内に納めることができ然もその作業
が簡便である。

また電圧V_nax，V_c，V_o等に量産バラツキがあ
る場合でも可変抵抗R_V2，R_V3の調整により最大
燃焼入力、最低燃焼入力を許容範囲l₁，l₂内にお
さめることが容易となる。

また同様にLPガスの場合でも可変抵抗R_V1を調
整することにより同様に許容範囲l₁，l₂内におさ
めることができる。

なお、第６図は本考案の他の実施例を示すもの
で、第４図の実施例と異なる点は回路ａに固定抵
抗R₃₀，回路ｂに固定抵抗R₂₀、回路ｃに固定抵
抗R₁₀をそれぞれ追加した点にある。

この実施例においても前記実施例と同様な作
用、効果が期待できるうえ、各回路ａ，ｂ，ｃの
抵抗値を固定抵抗R₁₀，R₂₀，R₃₀によつて予め設
定できるので、可変抵抗R_V1〜R_V3の調整範囲は
小さくて良く、逆に言えば可変抵抗R_V1〜R_V3は
より高精度のものを使用できるという新たなメリ
ツトもある。

以上説明したように、本考案によれば、制御弁
本体に内装された電磁石の吸引力或いは反発力を
制御するための電磁石の励磁回路に、電磁石の巻
線抵抗を介装した共通回路と、この共通回路にそ
れぞれ直列に接続されるとともに互いに並列に接
続された液体種類別の少なくとも２つの個別回路
とを備え、各個別回路の中にそれぞれ可変抵抗を
それぞれ設けたので、この可変抵抗を個々に調節
することによつて、比例制御弁、オリフイス及び
抵抗のバラツキによる燃焼入力にバラツキがあつ
ても全流体種類を通じて一定の最大電圧となるよ
う調整することができる。従つてとくにガス燃料
の制御に用いれば安定した燃焼熱を供給すること
ができる。

更に、比例制御弁の製造を多少ばらつきの多い
様に行なつても、前記励磁回路の各可変抵抗によ
つて調整することができるので、大量生産を可能
にし、かつ制御精度が良く然も生産コストを安く
することのできる比例制御弁を提供することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案で用いた比例制御弁の一例を示
す縦断面図、第２図は従来の比例制御弁の動作を
制御する励磁回路図、第３図は同じくその従来の
励磁回路を適用した場合の比例制御弁の制御特性
を示す図、第４図は本考案の第１実施例である励
磁回路図、第５図は本考案の第１実施例である同
上励磁回路を適用した場合の比例制御弁の制御特
性を示す図、第６図は本考案の第２実施例である
励磁回路図である。 図中、２は別体、３はダイヤフラム、４は磁性
体、５は電磁石、R_cは巻線抵抗、R_V1，R_V2，R_V3
はいずれも可変抵抗、R₁，R₂，R₃，R₁₀，R₂₀，
R₃₀はいずれも固定抵抗を示すものである。なお
図中同一符号は同一又は相当部分を示す。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 電磁石への通電量を制御することによつて内
   部の弁体を任意の開度に制御し、流体の流量を
   上記通電量と比例的に制御する比例制御弁にお
   いて、上記電磁石の励磁回路には、電磁石の巻
   線抵抗を介装した共通回路と、この共通回路に
   それぞれ直列に接続されるとともに互いに並列
   接続された流体種類別の少なくとも２つの個別
   回路とを備え、これら各々の個別回路には上記
   電磁石へ印加する最大電圧を流体の種類を通じ
   て一定の所定電圧に設定するための可変抵抗を
   それぞれ設けてなる比例制御弁の制御装置。 (2) 流体は種類によつて発熱量の異なる燃焼用ガ
   スであることを特徴とする実用新案登録請求の
   範囲第１項記載の比例制御弁の制御装置。 (3) 各個別回路にはそれぞれその個別回路ごとの
   固有抵抗値を設定する固定抵抗が設けられてい
   ることを特徴とする実用新案登録請求の範囲第
   １項又は第２項のいずれかに記載の比例制御弁
   の制御装置。